図面 (/)

技術 波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法

出願人 日立オートモティブシステムズ株式会社
発明者 池口健ブライアン真子正登
出願日 2018年9月11日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-169276
公開日 2020年3月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-041600
状態 未査定
技術分野 歯車加工 減速機2
主要キーワード 波動発生 変形運動 圧入用孔 チャック治具 抑え治具 荒削り加工 連結用孔 楕円環状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

歯切り加工における歯車精度を向上できる波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法を提供する。

解決手段

可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間の連結部365が円弧状に形成され、連結部365の外周面円弧形状を第1円弧365aとし、内周面の円弧形状を第2円弧365bとしたとき、第2円弧365bの半径R2は、第1円弧365aの半径R1よりも大きい。

概要

背景

特許文献1には、可変圧縮比機構制御軸回転位置を変更するアクチュエータとして、電動モータの回転速度を波動歯車減速機により減速して制御軸へ伝達するアクチュエータが開示されている。波動歯車減速機の可撓性外歯車は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な有底の円筒状に形成されている。

概要

歯切り加工における歯車精度を向上できる波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法を提供する。 可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間の連結部365が円弧状に形成され、連結部365の外周面円弧形状を第1円弧365aとし、内周面の円弧形状を第2円弧365bとしたとき、第2円弧365bの半径R2は、第1円弧365aの半径R1よりも大きい。

目的

本発明の目的の一つは、歯切り加工における歯車精度を向上できる波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

波動歯車減速機であって、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第1端部および第2端部のうち前記第1端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備え、前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、前記連結部の外周面円弧形状を第1円弧とし、内周面の円弧形状を第2円弧としたとき、前記第2円弧の半径は、前記第1円弧の半径よりも大きい波動歯車減速機。

請求項2

請求項1に記載の波動歯車減速機であって、前記外歯は、前記軸方向において、前記胴部の前記第2端部から所定の範囲に設けられ、前記胴部は、第1薄肉部と、第2薄肉部と、を有し、前記第1薄肉部は、前記軸方向において、前記外歯よりも前記第1端部の側に設けられ、前記第2薄肉部は、前記軸方向において、前記第1薄肉部よりも前記第1端部の側に設けられ、前記第1薄肉部よりも厚みが大きい波動歯車減速機。

請求項3

請求項2に記載の波動歯車減速機であって、前記第1薄肉部は、前記底部よりも厚みが小さい波動歯車減速機。

請求項4

請求項2に記載の波動歯車減速機であって、前記連結部は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部との接続点および前記底部との接続点が、前記径方向において、前記第2薄肉部の外周面から内周面までの範囲内にある波動歯車減速機。

請求項5

請求項3に記載の波動歯車減速機であって、前記第1薄肉部の内周面は機械加工面である波動歯車減速機。

請求項6

請求項5に記載の波動歯車減速機であって、前記胴部は、前記外歯の内周側の面が前記第1薄肉部の内周面と連続する機械加工面である波動歯車減速機。

請求項7

波動歯車減速機であって、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第1端部および第2端部のうち前記第1端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備え、前記可撓性外歯車は、前記胴部と前記底部との間の連結部の肉厚が、前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きい波動歯車減速機。

請求項8

請求項7に記載の波動歯車減速機であって、前記連結部は、その肉厚が、前記軸方向において、前記第2端部の側から前記第1端部の側へ向かって増加する波動歯車減速機。

請求項9

請求項7に記載の波動歯車減速機であって、前記胴部は、その外周面が直線状に形成されると共に、その肉厚は、前記軸方向において、前記第2端部の側から前記第1端部の側へ向かって増加する部分を有する波動歯車減速機。

請求項10

有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第1端部および第2端部のうち前記第1端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備えた波動歯車減速機の製造方法であって、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部を、その肉厚が前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きくなるように形成する第1工程と、前記第1工程後の前記連結部に前記軸方向から固定治具を押し当てて固定する第2工程と、前記第2工程後に前記外歯を切削加工する第3工程と、を有する波動歯車減速機の製造方法。

請求項11

請求項10に記載の波動歯車減速機の製造方法であって、前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、前記第1工程は、前記連結部の外周面の円弧形状を第1円弧とし、内周面の円弧形状を第2円弧としたとき、前記第2円弧の半径を、前記第1円弧の半径よりも大きく形成する波動歯車減速機の製造方法。

請求項12

請求項10に記載の波動歯車減速機の製造方法であって、前記固定治具は、前記底部に当接する円環状の当接面を有する波動歯車減速機の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、可変圧縮比機構制御軸回転位置を変更するアクチュエータとして、電動モータの回転速度を波動歯車減速機により減速して制御軸へ伝達するアクチュエータが開示されている。波動歯車減速機の可撓性外歯車は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な有底の円筒状に形成されている。

先行技術

0003

特開2012-251446号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記従来技術にあっては、可撓性外歯車の成形時、円筒状のワークに歯切り加工を行う際、ワークを強固に拘束できないため、歯車精度が低下するおそれがあった。
本発明の目的の一つは、歯切り加工における歯車精度を向上できる波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

本発明の一実施形態における波動歯車減速機は、可撓性外歯車の胴部と底部との間の連結部が円弧状に形成され、連結部の外周面円弧形状を第1円弧とし、内周面の円弧形状を第2円弧としたとき、第2円弧の半径は、第1円弧の半径よりも大きい。

発明の効果

0006

よって、本発明にあっては、歯切り加工における歯車精度を向上できる。

図面の簡単な説明

0007

実施形態1の可変圧縮比機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。
実施形態1の可変圧縮比機構のアクチュエータ40の分解斜視図である。
実施形態1の可変圧縮比機構のアクチュエータ40の側面図である。
図3のS4-S4線矢視断面図である。
実施形態1の可撓性外歯車36を示す図である。
図5(c)の要部拡大図である。
実施形態1の歯切り加工方法を示す第2ワークW2の斜視図である。
実施形態1の歯切り加工方法を示す第2ワークW2の軸方向断面図である。
従来の歯切り加工方法を示す第2ワークの斜視図である。
従来の歯切り加工方法を示す第2ワークの軸方向断面図である。

実施例

0008

〔実施形態1〕
図1は、実施形態1の可変圧縮比機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。基本的な構成は、例えば特開2011-169251号公報の図1に記載されたものと同じであるため、簡単に説明する。
ピストン1は、内燃機関(ガソリンエンジン)におけるシリンダブロックシリンダ内往復運動する。ピストン1には、ピストンピン2を介してアッパリンク3の上端が回転可能に連結する。アッパリンク3の下端には、連結ピン6を介してロアリンク5が回転可能に連結する。ロアリンク5には、クランクピン4aを介してクランクシャフト4が回転可能に連結する。ロアリンク5には、連結ピン8を介して第1制御リンク7の上端部が回転可能に連結する。第1制御リンク7の下端部は、複数のリンクを有する連結機構9と連結する。連結機構9は、第1制御軸10、第2制御軸11、第2制御リンク12およびアームリンク13を有する。

0009

第1制御軸10は、内燃機関内部の気筒列方向に沿って配置されたクランクシャフト4と平行に配置されている。第1制御軸10は、第1ジャーナル部10a、制御偏心軸部10b、偏心軸部10c、第1アーム部10dおよび第2アーム部10eを有する。第1ジャーナル部10aは、内燃機関本体に回転可能に支持されている。制御偏心軸部10bは、第1制御リンク7の下端部と回転可能に連結する。偏心軸部10cは、第2制御リンク12の一端部12aと回転可能に連結する。第1アーム部10dの一端は、第1ジャーナル部10aと連結する。第1アーム部10dの他端は、制御偏心軸部10bと連結する。制御偏心軸部10bは、第1ジャーナル部10aに対して所定量偏心した位置にある。第2アーム部10eの一端は、第1ジャーナル部10aと連結する。第2アーム部10eの他端は、偏心軸部10cと連結する。偏心軸部10cは、第1ジャーナル部10aに対して所定量偏心した位置にある。第2制御リンク12の他端部12bは、アームリンク13の一端が回転可能に連結する。アームリンク13の他端は、第2制御軸11と連結する。アームリンク13と第2制御軸11は相対移動しない。第2制御軸11は、後述するハウジング20内に回転可能に収容されている。第2制御リンク12は、レバー形状であり、偏心軸部10cに連結された一端部12aは、略直線的に形成されている。

0010

図2は実施形態1の可変圧縮比機構のアクチュエータ40の分解斜視図、図3はアクチュエータ40の側面図、図4図3のS4-S4線矢視断面図である。
図2の分解斜視図に示すように、第2制御リンク12の他端部12bは、湾曲形成され、アームリンク13が連結されている。第2制御リンク12の一端部12aの先端部には、偏心軸部10cが回動自在に挿通される挿通孔12cが貫通形成されている。他端部12bは、先端部12dを有する。先端部12dには、連結用孔12eが貫通形成されている。アームリンク13は、第2制御リンク12とは別体に形成されている。アームリンク13は、円環状部13dおよび1対のアーム部13b1,13b2を有する。円環状部13dには、圧入用孔13aが貫通形成されている。圧入用孔13aは、第2制御軸11の各ジャーナル部11c,11d間に形成された固定部11bが圧入されている。1対のアーム部13b1,13b2は、円環状部13dから外周に向けて突出する二股状に形成されている。1対のアーム部13b1,13b2には、連結用孔13cがそれぞれ貫通形成されている。1対のアーム部13b1,13b2の間には、第2制御リンク12の先端部12dが挿通されている。各連結用孔12e,13c,13cには、連結ピン14が挿入されている。各連結用孔12e,13c,13cの中心(連結ピン14の軸心)は、第2制御軸11の軸心に対して所定量偏心している。

0011

アクチュエータ40は、駆動モータ22、波動歯車減速機50、ハウジング20および第2制御軸11を有する。以下、駆動モータ22のモータ軸48の回転軸線Oに沿う方向を軸方向、回転軸線Oの放射方向を径方向、回転軸線O周りの方向を周方向という。また、軸方向にX軸を設定し、X軸方向において、モータ軸48の側から第2制御軸11の側へ向かう方向を正方向、第2制御軸11の側からモータ軸48の側へ向かう方向をX軸負方向と定義する。
アクチュエータ40は、駆動モータ22の回転速度を波動歯車減速機50により減速して第2制御軸11へ伝達することにより、第2制御軸11の回転位置を変更する。第2制御軸11の回転位置が変更されると、第2制御リンク12の姿勢が変化して第1制御軸10が回転し、第1制御リンク7の下端部の位置が変更される。これにより、ロアリンク5の姿勢が変化し、ピストン1のシリンダ内におけるストローク位置ストローク量が変わる。この結果、内燃機関の機関圧縮比を変更できる。

0012

駆動モータ22は、例えばDCブラシレスモータであり、モータケーシング45、コイル46、ロータ47およびモータ軸48を有する。モータケーシング45は、有底円筒状に形成され、ハウジング20の第2ハウジング20bに固定されている。コイル46は、モータケーシング45の内周面に固定されている。ロータ47は、コイル46の内側に回転可能に配置されている。モータ軸48は、ロータ47の中心に固定されている。モータ軸48は、2つのボールベアリング51,52を介して第2ハウジング20bおよびモータケーシング45に対し回転可能に設けられている。ボールベアリング51は第2ハウジング20bに固定されている。ボールベアリング52はモータケーシング45の底部に固定されている。モータ軸48のX軸正方向側の先端部48aは、第2ハウジング20bを貫通し、波動歯車減速機50の波動発生器37の波動発生プラグ371と連結する。

0013

第2制御軸11は、モータ軸48のX軸正方向側に位置し、モータ軸48と同軸である。つまり、第2制御軸11およびモータ軸48は、同一の回転軸線Oを持つ。第2制御軸11のX軸負方向側の端部11aは、波動歯車減速機50の可撓性外歯車36のボス部363と連結する。
モータケーシング45は、複数のボス部45aを有する。各ボス部45aには、ボルト49を通すボルト穴45bが形成されている。ボルト49が第2ハウジング20bに形成された雌ねじ部20b1にねじ込まれることにより、モータケーシング45が第2ハウジング20bに固定されている。モータケーシング45および第2ハウジング20bの内部は、シール100によって潤滑油等を供給しない乾燥室に維持されている。

0014

波動歯車減速機50は、ハウジング20に収容されている。波動歯車減速機50は、剛性内歯車内歯車)38、可撓性外歯車36および波動発生器37を有する。
剛性内歯車38は、内周に複数の内歯38aを有する剛体円環状部材である。剛性内歯車38は、ハウジング20の第1ハウジング20aに固定されている。
可撓性外歯車36は、剛性内歯車38の径方向内側に配置されている。図5は、実施形態1の可撓性外歯車36を示す図であり、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は(a)のc-c線矢視断面図(X軸方向断面図)である。可撓性外歯車36は、金属材料によって形成され、胴部361、底部362およびボス部363を有する。
胴部361は、撓み変形可能な薄肉の円筒状に形成されている。胴部361のX軸負方向端部(第2端部)361bは開口する。X軸方向において、胴部361の外周面のX軸負方向端部361bから所定の範囲には、外歯364が設けられている。外歯364は、剛性内歯車38の内歯38aと噛み合う。外歯364の歯数は内歯38aの歯数よりも2歯少ない。
底部362は、胴部361のX軸正方向端部(第1端部)361aから径方向内側へ延びる円板状に形成されている。

0015

ボス部363は、底部362からX軸負方向側へ延びる円筒状に形成されている。ボス部363は、その内周に孔部363aを有する。孔部363aは、その内周面に、周方向に並ぶ複数の波状溝363a1を有する。つまり、孔部363aはスプライン穴であり、波状溝363a1は、スプライン穴の各溝である。孔部363aには、第2制御軸11の端部11aが挿入されている。端部11aは、その外周面に、周方向に並び波状溝363a1と嵌合可能な複数の波状突起11a1を有する。つまり、端部11aは、スプライン軸であり、波状突起11a1は、スプライン軸の各突起である。波状溝363a1および波状突起11a1は、周方向において第2制御軸11とボス部363とを噛み合わせると共に、X軸方向において第2制御軸11とボス部363との相対移動を許容する結合部101である。波状溝363a1および波状突起11a1の回転軸線Oと直交する断面の形状は、インボリュート曲線を用いて形成されている。すなわち、結合部101は、インボリュートスプラインである。波状溝363a1および波状突起11a1は、径方向に所定のガタを有して噛み合わされている。このため、端部11aは、孔部363aに対して、径方向に所定の範囲だけ相対移動可能である。
可撓性外歯車36の詳細については後述する。

0016

波動発生器37は、その外周面が可撓性外歯車36の内周面に沿って摺動する。波動発生器37は、波動発生プラグ371およびボールベアリング372を有する。波動発生プラグ371は、回転軸線Oと直交する断面の外形楕円状であって、回転軸線Oを中心として最も半径の大きい長軸部分および最も半径の小さい短軸部分を有する楕円状外形を有する。波動発生プラグ371は、ボールベアリング37aを介して第2ハウジング20bに対し回転可能に支持されている。波動発生プラグ371は中心に貫通孔371bを有する。貫通孔371bには、モータ軸48の先端部48aが圧入されている。波動発生プラグ371のX軸正方向側の端面は突き当て面371aである。突き当て面371aは、ボス部363と当接し、ボス部363のX軸負方向側への移動を規制する。このため、図6に示すように、X軸方向において、ボス部363および突き当て面371a間のクリアランスΔD1は、胴部361のX軸負方向端部361bおよびボールベアリング37a間のクリアランスΔD2よりも小さく設定されている。ボールベアリング372は、波動発生プラグ371の外周および可撓性外歯車36の内周間の相対回転を許容する。図4に示すように、ボールベアリング372は、内輪372a、外輪372b、複数のボール372cおよび保持器372dを有する。内輪372aは、波動発生プラグ371の外周面と一体的に形成されている。外輪372bは、可撓性を有する薄肉の環状に形成され、可撓性外歯車36の内周と接する。複数のボール372cは、球状に形成され、内輪372aおよび外輪372b間に配置されている。保持器372dは、内輪372aおよび外輪372b間に配置され、各ボール372cの間隔を一定に保持する。

0017

ハウジング20は、第1ハウジング20aおよび第2ハウジング20bを有し、アルミニウム合金材料によって略立方体形状に形成されている。第1ハウジング20aのX軸負方向側には大径円環状の開口溝部20cが形成されている(図4参照)。この開口溝部20cは、第2ハウジング20bにより閉塞される。第2ハウジング20bは、中央位置にモータ軸48が貫通するモータ軸貫通孔20dと、径方向外周側に向けて拡径された4つのボス部20eとを有する。第1ハウジング20aと第2ハウジング20bとは、ボス部20eに挿通されたボルト35により締結されている。

0018

第1ハウジング20aにおいて、開口溝部20cよりもX軸正方向側の側面には、アームリンク13と連結された第2制御リンク12用の開口(不図示)が形成されている。この開口が形成された第1ハウジング20aの内部には、アームリンク13および第2制御リンク12の作動領域となる収容室29が形成されている(図4参照)。X軸方向において、開口溝部20cと収容室29との間には、第2制御軸11の第2ジャーナル部11dが貫通する支持孔30bが形成されている。また、収容室29のX軸正方向側には、第2制御軸11の第1ジャーナル部11cが貫通する支持孔30aが形成されている。支持孔30aの内周面と第1ジャーナル部11cの外周面との間には、軸受部としての軸受301が配置されている。支持孔30bの内周面と第2ジャーナル部11dの外周面との間には、軸受部としての軸受304が配置されている。軸受301および第1ジャーナル部11c間の径方向のガタ、および軸受304および第2ジャーナル部11d間の径方向のガタは、波状溝363a1および波状突起11a1間の径方向のガタよりも小さい。
支持孔30aのX軸正方向側には、リテーナ収容孔31が形成されている。リテーナ収容孔31の内径は、支持孔30aの内径よりも大きい。リテーナ収容孔31と支持孔30aとは段差面31aにより接続されている。段差面31aは、回転軸線Oと直交する。リテーナ収容孔31には、リテーナ350が収容されている。リテーナ350は、円環状に形成され、第2制御軸11が圧入されている。リテーナ350は、段差面31aとX軸方向に当接することにより、第2制御軸11のX軸負方向側への移動を規制する。

0019

ハウジング20のX軸正方向端には、角度センサ32が取り付けられている。角度センサ32は、第2制御軸11の回転角度を検出する。角度センサ32により検出された回転角度は、モータケーシング45に収容された駆動モータ22のコントロールユニット(不図示)へと送られる。角度センサ32は、リテーナ収容孔31をハウジング20の外部から閉塞するように取り付けられたセンサホルダ32aを有する。センサホルダ32aは、ボルト321により第1ハウジング20aに固定するためのフランジ部32a1を有する。センサホルダ32aおよび第1ハウジング20a間には、シールリング33が設置されている。シールリング33は、リテーナ収容孔31と外部との間の液密性を確保する。また、センサホルダ32aの外側には、リテーナ収容孔31を閉塞するセンサカバー32cを有する。センサカバー32cとセンサホルダ32aとの間には、シールリング323が設置されている。シールリング323は、リテーナ収容孔31と外部との間の液密性を確保する。センサカバー32cは、ボルト34によりセンサホルダ32aに締結されている。
角度センサ32のロータ32bは、楕円環状に形成され、第2制御軸11のX軸正方向側の端部11eに固定されている。角度センサ32は、いわゆるレゾルバであって、ロータ32bの回転に伴うセンサホルダ32aの内周とロータ32bの外周との距離の変化を検知コイル(不図示)のインダクタンス変化により検出する。これにより、ロータ32bの回転位置、すなわち第2制御軸11の回転角度を検出する。

0020

第2制御軸11の外周面において、端部11aのX軸正方向側には、フランジ11fが形成されている。フランジ11fは、可撓性外歯車36のボス部363と当接し、可撓性外歯車36のX軸正方向への移動を規制する。フランジ11fの外径は、ボス部363の外径よりも小さい。端部11aは、フランジ11fとの連結部分において、径方向内側に凹む環状の逃げ溝11gを有する。
第2制御軸11は、供給油路111を有する。供給油路111は、軸心油路111aおよび径方向油路111bを有する。軸心油路111aは、第2制御軸11の中心をX軸方向に延び、第2制御軸11のX軸負方向端に開口する。軸心油路111aには、第1ハウジング20aに形成された油路(不図示)を介して、図外のオイルポンプから圧送された潤滑油が導入される。軸心油路111aのX軸負方向端には、オリフィス111cが取り付けられている。軸心油路111a(オリフィス111c)のX軸負方向端から第2制御軸11の外部に流出した潤滑油は、波動発生器37および結合部101の潤滑に供される。径方向油路111bは、軸心油路111aから径方向外側へ延び、逃げ溝11gに開口する。軸心油路111aから第2制御軸11の外部に流出した潤滑油は、波動発生器37および結合部101の潤滑に供される。

0021

図6は、図5(c)の要部拡大図である。
胴部361は、第1薄肉部361cおよび第2薄肉部361dを有する。第1薄肉部361cは、X軸方向において、外歯364よりもX軸正方向側に設けられている。第2薄肉部361dは、X軸方向において、第1薄肉部361cよりもX軸正方向側に設けられている。第2薄肉部361dの厚みD2は、底部362の厚みD3と同じであり、第1薄肉部361cの厚みD1よりも大きい。第1薄肉部361cおよび第2薄肉部361dの外周面は、X軸と平行な直線状に形成されている。第1薄肉部361cの内周面および胴部361の内周面のうち外歯364の径方向内側の内周面は、X軸と平行な直線状に形成されている。第1薄肉部361cの内周面は、胴部361の内周面のうち外歯364の径方向内側の内周面から連続する機械加工面である。第1薄肉部361cの内周面と第2薄肉部361dの内周面とは、径方向段差で接続されている。

0022

可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間を繋ぐ連結部365を有する。連結部365は、可撓性外歯車36のX軸方向断面において、円弧状に形成されている。連結部365の外周面の円弧形状を第1円弧365aとし、内周面の円弧形状を第2円弧365bとしたとき、第2円弧365bの半径R2は、第1円弧365aの半径R1よりも大きい(R1肉厚が、X軸負方向側からX軸正方向側へ向かって増加する。つまり、連結部365の肉厚は、胴部361および底部362の肉厚よりも大きい。
連結部365は、X軸方向において、胴部361の第2薄肉部361dとの接続点P1および底部362との接続点P2が、径方向において、第2薄肉部361dの外周面から内周面までの範囲E内にある。具体的には、径方向において、接続点P1は第2薄肉部361dの外周面と同じ位置にあり、接続点P1は第2薄肉部361dの内周面と同じ位置にある。

0023

次に、可撓性外歯車36の製造方法を説明する。
可撓性外歯車36は、以下に示す3つの工程により製造される。
第1工程では、まず、熱間鍛造によりコ字状の第1ワークを形成する。続いて、第1ワークの外周面および内周面を荒削り加工し、最後に第1ワークの外周面および内周面を仕上げ加工することにより、外歯364を除く可撓性外歯車36の各部(胴部361、底部362およびボス部363)を有する第2ワークを成形する。このとき、第2ワークの軸方向断面における連結部365の肉厚が胴部361および底部362よりも大きくなるように加工を行う。具体的には、連結部365の内周面の第2円弧365bの半径R2を、連結部365の外周面の第1円弧365aの半径R1よりも大きくする。

0024

第2工程では、図7および図8に示すように、第1工程後、第2ワークW2の内側に油圧式チャック治具J1を挿入し、チャック治具J1を拡径させて胴部361の内周面に押し当てることにより、第2ワークW2の内径をクランプする。また、連結部365に軸方向から抑え治具固定治具)J2を押し当てる。これにより、第2ワークW2は、チャック治具J1および抑え治具J2間に挟み込まれた状態で軸方向支持される。抑え治具J2は、第2ワークW2の底部362に当接する円環状の当接面Aを有する。一方、チャック治具J1は、第2ワークW2のX軸負方向端部361bに当接する円環状の当接面Bを有する。
第3工程では、第2工程後、第2ワークW2に対し、ホブHによる歯切り加工を行い、可撓性外歯車36を成形する。

0025

次に、実施形態1の作用効果を説明する。
波動歯車減速機に用いられる可撓性外歯車は、変形運動により噛み合い位置を変える特性上、可撓性が重要である。このため、可撓性外歯車は、一般的に径厚比(径に対する肉厚の割合)を大きくした薄肉円環状に形成されている。また、可撓性外歯車が積極的な変形を利用する大変形問題であることから、ボス部および外歯を除く胴部および底部の肉厚は、基本的に一様である。つまり、波動歯車減速機の可撓性外歯車は、可撓性から径厚比の大きい薄肉円環状となり、その径の大きさに比して質量が非常に小さく、径方向剛性もまた非常に低い特徴を有している。

0026

このため、可撓性外歯車は、径方向に対して負荷の大きい加工を苦手とし、特に胴部への歯切り加工は困難である。そこで、従来は、図9および図10に示すように、ワークWと同一径または僅かに大径のチャック治具J1をワークWの内側に挿入することにより、歯切り加工時におけるワークWの径方向変形を規制する手法が一般的に採用されている。
しかしながら、歯切り加工時、ワークWには径方向への加工負荷以外に軸方向および周方向への加工負荷が同時に加わるため、チャック治具J1の支持により径方向剛性は確保できるものの、軸方向および周方向の拘束が弱く、ホブHの送り速度や回転速度等の加工条件制約が発生して生産性の低下を招く。この制約が可撓性外歯車の歯車精度(歯形歯筋精度)に好ましくない影響を与えるが、可撓性外歯車の使用状態における形状の制限があるため、両者の両立が困難であった。

0027

実施形態1の波動歯車減速機50における可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間の連結部365が円弧状に形成され、連結部365の外周面の円弧形状を第1円弧365aとし、内周面の円弧形状を第2円弧365bとしたとき、第2円弧365bの半径R2は、第1円弧365aの半径R1よりも大きい。従来の可撓性外歯車は、連結部の肉厚が一様である。よって、歯切り加工時にワークWの連結部に軸方向から抑え治具J2を押し当てても、連結部が変形するに留まり、胴部には抑え治具J2の押し付け力が作用しないため、胴部を軸方向にクランプするのが困難であった。これに対し、実施形態1の可撓性外歯車36は、連結部365の肉厚が、軸方向において、X軸負方向端部361bの側からX軸正方向端部361aの側へ向かって増加し、胴部361および底部362の肉厚よりも大きい。このため、連結部365に軸方向から抑え治具J2を押し当て、チャック治具J1との間で胴部361を軸方向にクランプ可能である。よって、外歯364の歯切り加工時、被削体である第2ワークW2に対する軸方向および周方向の拘束力が強まることで、可撓性外歯車36の歯筋精度を向上できる。また、歯切り加工時における加工条件の制約が緩和されることで、生産性を向上できる。

0028

可撓性外歯車36の胴部361は、第1薄肉部361cと、第2薄肉部361dとを有し、第1薄肉部361cは、軸方向において、外歯364よりもX軸正方向端部361aの側に設けられ、第2薄肉部361dは、軸方向において、第1薄肉部361cよりもX軸正方向端部361aの側に設けられ、第1薄肉部361cよりも厚みが大きい。連結部365の肉厚は一様ではないため、肉厚変化による応力集中や、剛性バランスの変化による可撓性の低下等が懸念される。実施形態1では、連結部365よりも胴部361の開口端(X軸負方向端部361a)の側に、連結部365と接続する第2薄肉部361dよりも低剛性の第1薄肉部361cが設けられているため、可撓性外歯車36の撓み変形時において、第1薄肉部361cが積極的に変形することで、肉厚変化による応力集中を抑制できる。また、従来の可撓性外歯車と同等の剛性バランスを確保でき、良可撓性を維持できる。したがって、従来の波動歯車減速機と比べて許容トルクは低下しない。
また、第1薄肉部361cは、底部362よりも厚みが小さい。つまり、第1薄肉部361cが底部362よりも低剛性であるため、底部362の軸方向変形を抑制できる。この結果、底部362の変形に伴う他部品との干渉等を低減できる。

0029

連結部365は、軸方向断面における胴部361との接続点P1および底部362との接続点P2が、径方向において、第2薄肉部361dの外周面から内周面までの範囲内にある。これにより、抑え治具J2の当接面Aの外周縁を、胴部361により近付けられるため、胴部361の軸方向クランプを容易化できる。
さらに、胴部361は、その外周面が直線状に形成されると共に、その肉厚は、軸方向において、X軸負方向端部361bの側からX軸正方向端部361aの側へ向かって増加する部分を有する。これにより、径方向において、胴部361の内周面を抑え治具J2の当接面Aの外周縁により近付けられるため、胴部361の軸方向クランプを容易化できる。
第1薄肉部361cの内周面は機械加工面である。つまり、第1薄肉部361cの内周面は滑らかであるため、チャック治具J1による第2ワークW2の内径クランプを容易化できる。
さらに、胴部361は、外歯364の内周側の面が第1薄肉部361aの内周面と連続する機械加工面である。よって、チャック治具J1による第2ワークW2の内径クランプをさらに容易化できる。

0030

実施形態1における可撓性外歯車36の製造方法は、第2ワークW2の軸方向断面における胴部361と底部362との間の連結部365を、その肉厚が胴部361および底部362の肉厚よりも大きくなるように形成する第1工程と、第1工程後の連結部365に軸方向から抑え治具J2を押し当てて固定する第2工程と、第2工程後に外歯364を切削加工する第3工程と、を有する。これにより、外歯364の歯切り加工時、第2ワークW2に対する軸方向および周方向の拘束力が強まることで、可撓性外歯車36の歯筋精度を向上できる。また、歯切り加工時における加工条件の制約が緩和されることで、生産性を向上できる。
第1工程は、連結部365の内周面の第2円弧365bの半径R2を、連結部365の外周面の第1円弧365aの半径R1よりも大きく形成する。これにより、第2工程において、チャック治具J1と抑え治具J2との間で胴部361を軸方向にクランプ可能となる。
抑え治具J2は、底部362に当接する円環状の当接面Aを有する。これにより、底部362を介して胴部361を軸方向にクランプ可能となる。

0031

〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明のアクチュエータは、内燃機関の可変圧縮比機構のアクチュエータとして特に好適であるが、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸開閉する動弁バルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置にも適用可能である。
連結部は、その肉厚が胴部および底部の肉厚よりも大きければ、軸方向断面形状の外周面および内周面は円弧状でなくてもよい。
第1薄肉部と第2薄肉部との接続部分は、段差であってもよいし、テーパやRであってもよい。

0032

以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
波動歯車減速機は、その一つの態様において、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第1端部および第2端部のうち前記第1端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備え、前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、前記連結部の外周面の円弧形状を第1円弧とし、内周面の円弧形状を第2円弧としたとき、前記第2円弧の半径は、前記第1円弧の半径よりも大きい。

0033

より好ましい態様では、上記態様において、前記外歯は、前記軸方向において、前記胴部の前記第2端部から所定の範囲に設けられ、前記胴部は、第1薄肉部と、第2薄肉部と、を有し、前記第1薄肉部は、前記軸方向において、前記外歯よりも前記第1端部の側に設けられ、前記第2薄肉部は、前記軸方向において、前記第1薄肉部よりも前記第1端部の側に設けられ、前記第1薄肉部よりも厚みが大きい。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第1薄肉部は、前記底部よりも厚みが小さい。

0034

さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記連結部は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部との接続点および前記底部との接続点が、前記径方向において、前記第2薄肉部の外周面から内周面までの範囲内にある。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第1薄肉部の内周面は機械加工面である。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記胴部は、前記外歯の内周側の面が前記第1薄肉部の内周面と連続する機械加工面である。

0035

また、他の観点から、波動歯車減速機は、ある態様において、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第1端部および第2端部のうち前記第1端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備え、前記可撓性外歯車は、前記胴部と前記底部との間の連結部の肉厚が、前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きい。

0036

好ましくは、上記態様において、前記連結部は、その肉厚が、前記軸方向において、前記第2端部の側から前記第1端部の側へ向かって増加する。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記胴部は、その外周面が直線状に形成されると共に、その肉厚は、前記軸方向において、前記第2端部の側から前記第1端部の側へ向かって増加する部分を有する。

0037

さらに、他の観点から、波動歯車減速機の製造方法は、ある態様において、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第1端部および第2端部のうち前記第1端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備えた波動歯車減速機の製造方法であって、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部を、その肉厚が前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きくなるように形成する第1工程と、前記第1工程後の前記連結部に前記軸方向から固定治具を押し当てて固定する第2工程と、前記第2工程後に前記外歯を切削加工する第3工程と、を有する。

0038

好ましくは、上記態様において、前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、前記第1工程は、前記連結部の外周面の円弧形状を第1円弧とし、内周面の円弧形状を第2円弧としたとき、前記第2円弧の半径を、前記第1円弧の半径よりも大きく形成する。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記固定治具は、前記底部に当接する円環状の当接面を有する。

0039

A 当接面
J2抑え治具(固定治具)
O回転軸線
P1接続点
P2 接続点
36 可撓性外歯車
37波動発生器
38剛性内歯車(内歯車)
50波動歯車減速機
361胴部
361a X軸正方向端部(第1端部)
361b X軸負方向端部(第2端部)
361c 第1薄肉部
361b 第2薄肉部
362 底部
364外歯
365 連結部
365a 第1円弧
365b 第2円弧

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 スタータ及びその製造方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】スタータ部品の作製工数を減らすことでコストを低減したスタータを得る。【解決手段】モータ6の回転子軸に設けられた太陽歯車14と内歯車16と太陽歯車と内歯車の間に設けられた遊星歯車18を有し、回転... 詳細

  • NTN株式会社の「 電動アクチュエータ」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】耐振性および耐衝撃性を向上させるとともに、出力軸に生じる偏荷重を抑制することができる電動アクチュエータを提供する。【解決手段】電動モータ4と、電動モータ4の回転運動が入力されるウォームギヤ5と... 詳細

  • 株式会社デンソーの「 回転式アクチュエータ」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】締結部品の削減および組付け工程の簡略化が可能な回転式アクチュエータを提供する。【解決手段】アクチュエータ10は、モータ30と、モータ30のモータ軸33と平行に配置された出力軸40と、モータ30... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ